Как можно сконструировать вертолет без хвостового винта?

Вопросы / ответыКак можно сконструировать вертолет без хвостового винта?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 3 недели назад

Как будет сбалансирован крутящий момент несущего винта, если у вертолета нет хвостового винта?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Вертикальный стабилизатор обычно обеспечивает достаточный баланс крутящего момента на крейсерской скорости — он будет держать вас прямо, если вы потеряете хвостовой винт в полете. Посадка будет захватывающей, особенно. если у вас есть полозья, а не колеса.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@paul что делать, если я использую два ротора один под другим, вращаясь в противоположных направлениях и без вертикальной стабилизации и хвостового винта. Что тогда? будет ли он летать??

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@paul: ну, посадка, вероятно, придется проводить на авторотации, в которой нет чистого крутящего момента.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@JanHudec авторотация для посадки после выхода двигателя. Если ваш хвостовой Ротор и ваш двигатель выходят из строя в то же время вы, вероятно, будет иметь грязный конец.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@paul: Авторотация также для посадки, если ваша передача хвостового винта выходит из строя, потому что нет крутящего момента. В противном случае крутящий момент заставляет вертолет выходить из-под контроля очень быстро, как только скорость уменьшается.

2 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Крутящий момент в вертолете создается двигателем, приводящим в движение несущий винт в одном направлении, что заставляет фюзеляж вращаться в другом направлении. Вал хвостового винта горизонтально установлен и, следовательно, создает собственный «подъем» для обеспечения анти-крутящего момента. Тангаж рулевого винта дает дирекционный контроль.

Распространенные способы проектирования вертолета без хвостового винта:

Тандемные роторы: два главных Ротора установлены один перед другим. Диски Ротора вращаются в противоположных направлениях. Вся сила от двигателей использована для подъема. Пример: CH-47

CH-47


Поперечные роторы: два главных Ротора установлены бок о бок. Пример: Камов Ка-22

Ка-22


Коаксиальные роторы: два роторных диска установлены один поверх другого. Силовые агрегаты питают оба Ротора. Эта структура требует очень сложного механизма swashplate. Пример: Камов Ка-25

Ка-25


Смешивая роторы: в этом агрегате главного Ротора, 2 установленные рангоута Ротора установлены на небольшой угол к Одину другого, в поперечно симметричном образе, так, что лезвия Ротора смешают без сталкиваться друг с другом. Пример: Kaman K-MAX

Kaman K-MAX


Совет jet:это интересное решение проблемы без хвостового винта. Вместо привода роторов с турбовальным двигателем сжатый воздух направляется через сопла, установленные на концах лопаток ротора. Двигатели эффективно толкают против воздуха, а не фюзеляж вертолета. Ротор вращается, как колесо Кэтрин. Пример: Hiller Hornet

Шершень Окучника


NOTAR: NOTAR-No хвостовой Ротор использует вентилятор внутри стрелы для создания большого объема воздуха низкого давления, который выходит через две щели и создает пограничный слой потока воздуха вдоль задней балки с использованием эффекта Coandă. Пограничный слой изменяет направление воздушного потока вокруг хвостовой балки, создавая тягу, противоположную движению, сообщаемому фюзеляжу вращающим эффектом несущего винта. Пример: MD-900

MD-900 Explorer


Обратитесь к Википедии для более!

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Для беспилотных транспортных средств было бы практично просто использовать лопасти для ограничения скорости вращения, а затем использовать электронику управления, которая может справиться с этим?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Не является ли CH-47 Chinook также примером смешивания роторов?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@RedGrittyBrick: если вы заметили внимательно, Chinook имеет свои роторные диски, установленные на несколько разных высотах! Также, концепция роторов intermeshing имеет рангоуты Ротора внутри такое же снабжение жилищем. Это непохоже на в Chinook, где валы Ротора отделены очень широким расстоянием.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Точка tipjet заключается в том, что это только трение в подшипнике Ротора, которое заставило бы тело вертолета вращаться против? И это, по-видимому, незначительно по сравнению с ударом ветра и сопротивлением воздуха телесного вращения вертолета, поэтому ничего не происходит, пока вы не пытаетесь долго парить в неподвижном воздухе.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@Радж совершенно правильно, это все текущие решения крутящего момента в вертолетах. Каждый из них является чем-то вроде компромисса. Хвостовой винт очень распространен, но использует около 15% мощности двигателя, чтобы держать вертолет прямо. Тандемные роторы, такие как CH-47, великолепны, но дают ему огромную площадь Ротора. Коаксиальный имеет меньший отпечаток ноги, но роторный механизм чрезвычайно сложен и, следовательно, подвержен отказу.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Еще один вариант построить вертолет без хвоста, это использовать активное хлопанье крыльями. В основном идея состоит в том, чтобы не противодействовать крутящему моменту главного Ротора, но использовать концепцию ротора, которая не генерирует крутящий момент.

В Техническом университете Делфта применили этот принцип для создания Орникоптера (смесь слов вертолет и орнитоптер), бесхвостого вертолета. Летные испытания проводились с использованием этого прототипа.

По данным Университета:

Активное Хлопанье

Активный махать лезвий ключ для Концепция орникоптера. Таким образом, лезвие может генерировать движущая сила для того чтобы вращать, и следовательно вращающий момент вала нет необходимый. Это приводит к безмоментному несущему винту, т. е. хвостовому Ротору может быть устранена.

Подробнее здесь

Ornicopter на территории Аэрокосмического факультета TU Delft

Обновить

Относительно вопроса о масштабируемости, поставленного в одном из комментариев:

Я нашел кандидатскую диссертацию по этой теме (скачать), которая сделала технико-экономическое обоснование на орникоптере масштаба Bo-105. В диссертации говорится::

«Тезис доказывает, что оптимальная конструкция для Орникоптера как по сравнению с Бо-105 эталон характеризуется более низким лезвием нагрузка, увеличенная скорость подсказки ротора и более большой вертикальный размер ребра. Эта оптимальная конструкция приводит к в увеличенном габарите полета должном к уменьшенная зона стойла ротора и улучшенная стабильность рыскания в переднем полете.

Тем не менее, несмотря на эти улучшения в полете Орникоптера конверт, есть небольшое увеличение требуемой мощности при сравнении с спецификацией Бо-105 (приблизительно 5% на 150 узлах).

Чтобы компенсировать более высокую мощность профиля, необходимую для Орникоптера оптимальная конструкция, более большой радиус Ротора необходима для уменьшения наведенная сила и держит увеличение в полной необходимой силе минимум. Этот тезис можно рассматривать как первый шаг в рационализации ожидания относительно дизайна бесхвостого вертолета Орникоптера.

Тезис доказал, что эта новая концепция показывает немного беднее производительность, чем у обычных вертолетов в отношении мощности потребление в переднем полете и потолке обслуживания. Это разочарование, поскольку одним из предположений было то, что ликвидация хвостовой Ротор также исключил бы связанное потребление энергии с хвостовым винтом. «

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Нет, насколько мне известно. Модель в основном демонстратор. Он мог свободно летать, так что, возможно, уже мог нести небольшую полезную нагрузку. Не было предпринято никаких дальнейших усилий для его масштабирования, чтобы фактически нести значительную полезную нагрузку.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

@KorvinStarmast, я добавил небольшую часть относительно технико-экономического обоснования для большего масштаба

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Ах, хорошо, улучшает ответ совсем немного. 🙂 Как всегда, нет бесплатного обеда.